技術士一次 力学ノート

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平成25年度 技術士第一次試験 建設部門 Ⅲ-5 を解説、排水試験は応力変化がゆっくり

平成25年度 技術士第一次試験 建設部門 Ⅲ-5は、粘土のせん断に関する問題です。この問題では、5つの記述のうち最も不適切なものを選びます。

この問題のポイント

この問題は、排水試験と非排水試験がどんな現場を想定しているかを問うものです。引っかけの核心は時間の長短が逆にしてある点で、排水はゆっくりした載荷を想定します。

残る4つは非排水せん断強さ、ダイレイタンシーの定義と符号、過圧密粘土の間隙水圧です。いずれも正しい記述です。

※ 問題文と選択肢そのものは、公益社団法人 日本技術士会が公開している公式PDFで確認できます。

正答:選択肢4(最も不適切なもの)

> この論点をやさしく解説:土の三相|含水比も間隙比も分母は土粒子

各選択肢の正誤

5つのうち4つは正しい記述です。誤りは1つで、時間の長短が逆にしてあります。

選択肢正誤解説
1 正規圧密粘土の非排水せん断強さは圧密圧力の大きさに比例して変化する○(正しい)圧密が進むほど強くなる
2 ダイレイタンシーとはせん断応力によって体積変化が生じる現象である○(正しい)変わるのは体積
3 ダイレイタンシーの正負は土の密度に依存し、一般に正規圧密粘土は負になる○(正しい)緩い土は縮む側
4 圧密排水試験は応力変化する時間が間隙水圧の消散時間に比べて短い場合を想定する×(誤り)長い場合を想定する。短いのは非排水
5 過圧密粘土を非排水せん断すると破壊時には負の間隙水圧が発生する○(正しい)正のダイレイタンシーの裏返し

選択肢3と5は対になっています。正規圧密は負のダイレイタンシーで正の間隙水圧、過圧密は逆です。

選択肢4のポイント(ここが誤り)

排水試験は水が抜けきる速さで載荷する想定です。盛土をゆっくり積み上げる現場が当たります。

非排水試験は水が抜ける前に一気に載荷する想定で、地震のような急な荷重が当たります。応力変化の時間と間隙水圧の消散時間のどちらが長いかで分かれます。

選択肢2の定義は平成26年度Ⅲ-5⑤で「応力を変えようとする性質」と崩されています。この年度では正しい形で置いてあります。

覚え方

  • 排水試験はゆっくり載荷する現場を想定
  • 非排水は急な荷重の想定
  • 過圧密粘土は破壊時に負の間隙水圧

理解度チェック

Q.

圧密排水試験はどんな場合を想定した試験か。

応力変化の時間が間隙水圧の消散時間より長い場合です。ゆっくり載荷する現場が当たります。

Q.

過圧密粘土を非排水せん断すると間隙水圧はどうなるか。

破壊時に負の間隙水圧が発生します。

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出典

  • 公益社団法人 日本技術士会「平成25年度 技術士第一次試験問題〔専門科目 建設部門〕」4ページ Ⅲ-5
  • 公益社団法人 日本技術士会「平成25年度 技術士第一次試験 試験問題の正答」

※ 問題文と選択肢は掲載していません。上の表は各選択肢で問われている論点で、実際の設問は公式PDFで確認できます。

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構造設計の実務を続けながら、試験に出る力学の解き方を書き残しています。

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